lentes de protección ocular

8/6/2019 Lentes de protección ocular

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Lentes de protección ocular

Programa1.- Efecto de las radiaciones en el ojo

2.- Filtros ópticos3.- Acción de las lentes tintadas sobre la radiación. Tipos de lentesabsorbentes4.- Lentes fotocromáticas5.- Tratamiento antirreflejante

1.- EFECTO DE LAS RADIACIONES EN EL OJOGeneralidadesLa ley de Draper establece que para que una radiación tenga efecto sobre lamateria la cual atraviesa, es necesaria que sea absorbida por la misma. Laradiación no tiene ningún efecto (ni benéfico, ni perjudicial) sobre lamateria que atraviesa, si es completamente transmitida o completamentereflejada. Por ejemplo, la radiación visible causa la sensación de visión

porque es absorbida por los fotopigmentos de la retina. Los efectos de lasradiaciones pueden ser en general de dos formas: ionizantes y no-ionizantes.Radiación ionizanteLa radiación ionizante, es producida por la desintegración de átomos con laconsiguiente emisión de partículas subatómicas o rayos. Esta radiación,

lleva una energía tan alta que excede la energía de enlace de los electronesde la materia irradiada y provoca entonces la emisión de electrones,dejando pues al átomo con una carga eléctrica positiva conocida como ión.La radiación ionizante puede producirse como un fenómeno natural o ser

provocada artificialmente, y viaja como partículas (alfa , beta) o comoondas tales como los rayos X o gamma.Cuando una radiación ionizante penetra en un tejido vivo, provocadestrucción y desorden en los átomos y moléculas que encuentra en sucamino, produciéndose entonces una cadena de sucesos que puede destruir

células vivas o hacer que éstas funcionen anormalmente.Muchas radiaciones ionizantes, pueden penetrar en el ojo pero sólo una

pequeña cantidad es absorbida. El daño depende del tiempo de exposición,de la concentración y del tipo de radiación.

En general, radiación poco penetrante tal como las partículas beta,requieren mucha más exposición que otras altamente penetrantes como losrayos X y gamma.La radiación ionizante puede tener en los tejidos oculares unos efectos

directos o indirectos.



Un efecto directo puede producir anomalías celulares o incluso su muerte.Un efecto indirecto puede, por ejemplo consistir en dañar vasos sanguíneosy entonces restringir el suministro de sangre a los tejidos.La radiación ionizante, puede afectar prácticamente a todos los medios

oculares. De los tejidos oculares, la conjuntiva, cornea y cristalino son losmás vulnerables. A bajos niveles, los vasos de la conjuntiva comienzan aser dañados y la córnea pierde su normal brillo. Dosis más altas provocanexfoliación de las células epiteliales, úlceras corneales y keratitis.Sin embargo, el efecto más común de la radiación ionizante es la formaciónde cataratas. El desarrollo de cataratas sigue un periodo latente de variosmeses o años. En las personas jóvenes el periodo latente es más corto, ymás grande el daño producido. Niveles más altos de radiación ionizante,

puede provocar degeneración de la retina, y niveles extremadamente altosceguera instantánea.

Radiación no-ionizanteSi la energía transmitida por la radiación es más baja que la energía deenlace de los electrones de la materia irradiada, el átomo salta a un nivel deenergía más alto diciéndose entonces que está en un estado excitado. Lasmoléculas en estado excitado, tienen diferentes propiedades físicas yquímicas que las que permanecen en el estado fundamental. Muchas formasde radiación electromagnética son no-ionizantes como las ondas de radio ola luz. Sin embargo, en la clasificación de los efectos que vamos a hacer,

limitaremos la discusión a la llamada radiación óptica, es decir lo que previamente hemos definido como UV, visible e IR.

2.- LA ABSORCIÓN DE LA RADIACIÓN EN LOS MEDIOSOCULARESLa Comisión Internacional de Iluminación (CIE), ha dividido el espectroelectromagnético en diferentes partes, que son importantes conocer conobjeto de poder precisar las diferentes absorciones que tienen lugar en losmedios oculares.

El espectro electromagnético, está constituido por los rayos cósmicos, γ, X,la radiación ultravioleta (UV), visible (VIS), infrarroja (IR), las microondasy las ondas de radio-frecuencia (Figura 1).

Figura 1 Regiones del espectro electromagnético en función de la longitud de ondade la radiación



Las radiaciones no ionizantes, incluyen el ultravioleta, el visible y elinfrarrojo, es decir, las radiaciones de longitud de onda comprendidas entre100 nm y 1 mm. De acuerdo con la CIE, estas radiaciones se pueden dividir en las siguientes regiones:

- UVC radiaciones comprendidas entre 100 y 280 nm- UVB radiaciones comprendidas entre 280 y 315 nm- UVA radiaciones comprendidas entre 315 y 380 nm- Visible radiaciones comprendidas entre 380 y 780 nm- IRA radiaciones comprendidas entre 780 y 1400 nm- IRB radiaciones comprendidas entre 1400 nm y 3 μm- IRC radiaciones comprendidas entre 3 μm y 1 mm

Las fronteras de estas regiones se establecen de acuerdo con la eficacia dela radiación para producir diferentes efectos biológicos, aunque estos

puedan solaparse entre diferentes regiones. El límite inferior (aprox. 100nm) es el que separa las radiaciones ionizantes de las no ionizantes. A nivel

práctico se considera 180 nm como el límite inferior para el ultravioleta, puesto que las radiaciones de menor longitud de onda son fácilmenteabsorbidas por el aire y por lo tanto únicamente pueden propagarse en elvacío.En la fotometría ocular hay que tener en cuenta diferentes fenómenos quemodifican el porcentaje y espectro de la luz que llega a los fotorreceptores,como son la reflexión, absorción y dispersión.

Reflexión.-En el interior del ojo, pueden producirse reflexiones de la luz allí donde elíndice de refracción cambie bruscamente, aumentando además con elángulo de incidencia. La mayor diferencia del índice de refracción ocurreen el paso aire-córnea, luego será en esta superficie donde mayores

pérdidas por reflexión se producirán. También ocurren reflexiones, aunquede mucha menor importancia, en la superficie posterior de la cornea, elcristalino y la retina, produciendo todo ello una disminución de la luz que

llega a los fotorreceptores.

Absorción.-La transmisión o absorción de la radiación por los diferentes mediosoculares, determina las longitudes de onda que alcanzan la retina. A partir de determinaciones experimentales, se pueden deducir las principalescaracterísticas de la transmitancia o absortancia de los medios oculares.

La córnea, absorbe esencialmente toda la radiación de longitud de onda

inferior a 290 nm en la región ultravioleta, transmitiendo prácticamente



toda la radiación visible (Figura 2) y es un flltro muy importante para elinfrarrojo, donde absorbe casi completamente toda la radiación a partir de 2μm (Figura 3).

Figura 2Transmisión espectral de la córnea en la región visible del espectroelectromagnético, para

observadores de 10 y 80 años de edad.

Figura 3 Espectro de absorción de la córnea.Figura 4

Espectro de absorción del humor acuoso

El humor acuoso, que contribuye a absorber el ultravioleta que ha dejado pasar la córnea, tiene una absorción despreciable de la luz visible y absorbede forma significativa en el infrarrojo por debajo de las 2 μm (Figura 4).El cristalino es el principal responsable de las pérdidas de luz por absorciónen el visible . Su absorción es más importante en el azul que en el amarilloy varía con la edad. En el ultravioleta, absorbe entre los 300 y 400 nm,siendo el filtro que evita que el UVA llegue a la retina. Por esta razón, en elcaso de extracción del cristalino, podrá llegar a la retina del afáquicomucha más cantidad de UVA. En la región del infrarrojo, el cristalinotransmite prácticamente toda la radiación. (Figuras 5 y 6).Longitud de onda (nm)

Figura 5Transmisión espectral del cristalino en la región visible del espectroelectromagnético paradiferentes edades.

Figura 6

Espectro de absorción del cristalino.

El humor vítreo es transparente a toda la radiación, presentando únicamenteuna pequeña barrera de absorción en el infrarrojo (Figura 7).Figura 7

Espectro de absorción del humor vítreo.Teniendo en cuenta la transmisión de los distintos medios oculares, laradiación que puede llegar a la retina está constituida básicamente por laluz visible e infrarrojo A, aunque también puede llegar UVA en pequeña

proporción, como puede deducirse a partir del espectro de transmisión delojo (Figura 8). De esta radiación, la retina y la coroides absorberán



básicamente la luz visible y en mucha menor cuantía el infrarrojo (Figura9).Figura 8Transmitancia espectral global a través de la córnea, humor acuoso,

cristalino y humor vítreo.Figura 9 Absorción espectral de la retina y la coroides.Por lo tanto, de manera global podemos considerar que la córnea absorbe elUVB, el UVC, el IRB y el IRC, el cristalino el UVA, pudiendo llegar a laretina además de la radiación visible, el IRA (Figura 10).

Figura 10 Representación esquemática de la absorción de las diferentes regiones dela radiación no ionizante or parte de los medios oculares.

Dispersión.-Además de por la reflexión y la absorción, también se producen pérdidas deluz en el paso e la energía radiante a través del ojo, por la dispersión. Estaes producida por las partículas ubmicroscópicas que se encuentran en lasestructuras celulares de los medios oculares. En laFigura 11, se observa la importancia de la dispersión en la transmisión de laluz a través del ojo. La iferencia entre las curvas correspondientes a latransmisión total y la transmisión directa es el nsultado de la dispersión de

la luz.

MáculaAunque forme parte de la retina, la mácula lutea o mancha amarilla puedeconsiderarse omo un medio pre-retinal o más exactamente pre-receptorial.Es un pigmento no fotosensible que ctúa como un filtro y cubre la partecentral de la retina. Su función parece ser la de evitar que las ortaslongitudes de onda alcancen el area central de la retina y por consiguientede la fóvea, donde omo sabemos existe una mayor agudeza visual. El

espectro de absorción de la mácula varía según l sujeto, pero en promedio puede considerarse que absorbe fundamentalmente (casi en un 50%) lasadiaciones cuyas longitudes de onda están por debajo de 495 nm. Se puede

pensar pues, que el bjeto del pigmento macular es el de mejorar la agudezavisual en la fóvea, filtrando las cortas ongitudes de onda lo que endefinitiva reduce el efecto de la aberración cromática.

Figura 11



Transmisión por los diferentes medios oculares de la luz visible e infrarrojocercano.A) Transmitancia total a través de todo el ojo.B) Transmitancia directa a través de todo el ojo. La diferencia entre ambas

curvas se debe a la ispersión de la luz en los medios oculares.Concentración de energía radiante por el ojoLa absorción de energía radiante por el ojo por una capa específica dependede su estructura olecular y su composición química. Sin embargo, el daño

producido por absorción de radiación es roporcional a la cantidad deenergía radiante absorbida por unidad de masa o volumen.La concentración de energía radiante en el ojo, también depende deltamaño de la pupila y el ángulo subtendido por la fuente. Cuando el tamañode la pupila se incrementa, la iluminación en a retina aumenta con elcuadrado del radio pupilar..

Efecto de la radiación ultravioleta (uv)La radiación UV puede tener efectos nocivos en la conjuntiva y en lacórnea, causando otofobia y desarrollando pterygium, pinguécula yueratopatías; también puede afectar al cristalino rovocando cataratas y a laretina causando degeneración macular.El primer efecto que resulta de la absorción de la radiación UV de 300 nmo más baja, es un año fotoquímico en el epitelio corneal. Esto es conocido

como fotofobia, fotoqueratitis o otoconjuntivitis. Debido a que el epiteliocorneal absorbe mucha radiación UV, el daño corneal es onfinado en estacapa. Este efecto ocurre después de un periodo latente, el cual varía entre30 inutos y 24 horas dependiendo de la intensidad de la exposición.Además el efecto fotoquímico iende a ser acumulativo, por lo que repetidasexposiciones aunque sean cortas pueden producir esiones. Por otro lado,repetidas o largas exposiciones a la radiación UV, son la causa del esarrollode pterygium, pinguécula y queratopatías.El cristalino está continuamente expuesto al UV cercano (entre 290 y 380

nm), ya que es ransmitido por la película lagrimal, la córnea y el humor acuoso. Uno de los efectos de esta adiación, es la formación de pigmentosen la lente que causa una coloración amarilla en el núcleo el cristalino.Además, aunque sólo una pequeña cantidad de radiación UV alcance elcristalino, el fecto acumulativo de este proceso a lo largo de los años, haceque sea el responsable de la parición de opacidades en el mismo.

Efectos de la radiación visibleDebido a su transparencia, la córnea, el humor acuoso, el cristalino y el

humor vítreo ransmiten prácticamente toda la radiación visible (380 hasta760 nm). La absorción de estas ongitudes de onda por los fotorreceptores



de la retina inician el proceso fotoquímico y neural que ausa la sensaciónde la visión. Obviamente, debido a la adaptación del sistema visual a estasadiaciones, su efecto no es perjudicial. Sin embargo, inusuales altos nivelesde radiación dentro del spectro visible, pueden causar lesiones en la retina.

Incluso en el caso de niveles que no son apaces de producir retinopatías,absorciones prolongadas de radiación visible pueden tener efectosuncionales indeseables.

Efecto de la radiación infrarroja (IR)Debido a la absorción de la atmósfera, sólo el intervalo de radiación IR comprendido entre 80 y 2000 nm puede estar involucrado en posibleslesiones oculares. Por el momento, no hay videncias de que la radiación IR

proveniente de un ambiente soleado produzca ningún tipo de esión ocular.Sin embargo, fuentes artificiales de luz tales como las de arco de carbono,tungsteno, enon y algunos láseres, producen una cantidad de radiación IR mucho más alta que la que emite el ol.

Si los ojos están expuestos a altas intensidades de radiación IR, laabsorción de la misma uede causar cambios rotacionales y vibracionales enlas moléculas y producir lesiones térmicas.Los peligros de una elevada temperatura en los tejidos oculares, consistenen una pérdida de onformación, es decir, en un cambio en la delicadaestructura espacial de las biomoléculas, roceso denominadoesnaturalización.

Otras formas de radiaciónAunque lógicamente nos hemos focalizado en el espectro visible, el UV yel IR, esto no uiere decir que otras partes del espectro electromagnético no

puedan tener incidencia en los edios oculares. Microondas de larga longitudde onda y radiaciones ionizantes tales como Rayos y gamma, sonconocidas como radiaciones altamente nocivas para los ojos y otros tejidosvivos. in embargo, estas fuentes sólo están presentes ocasionalmente en

determinadas instalaciones, onde son tomadas las precauciones necesarias.Estas básicamente se fundamentan en el principio e la prevención, es decir,en el filtrado de la radiación peligrosa.

Niveles recomendados de iluminación retinianaPara un nivel dado de iluminación ambiente, la cantidad de luz que alcanzala retina viene ontrolada por la pupila. Como sabemos, el diámetro pupilar varía entre 2mm para niveles muy ltos de iluminación y 8 mm parailuminaciones bajas; la variación del diámetro pupilar cambia la rradiancia

de la retina por un factor de 1 a 4 mm2, es decir 16 veces. Sin embargo, laretina es capaz e adaptar su sensibilidad por un factor 100.000 entre el nivel



más bajo de iluminación y el más lto. Esto quiere decir, que la variación deldiámetro pupilar sólo es un mecanismo de respuesta ápida para evitar dañosen la retina, pero que existen otros mecanismos de adaptación másomplejos de adaptación a la luz.

Sin embargo, aunque el sistema visual sea capaz de funcionar en unamplísimo intervalo de luminación, los niveles más altos pueden causar molestias y si se sobrepasan esos niveles pueden roducirse lesiones. En laTabla I, se muestran los niveles de luminancia en cd/m2 a los cuales uedeestar sometido el sistema visual, con indicación del mecanismo receptivoimplicado.Dentro de este contexto, resulta importante resaltar la situación provocadacuando existen no o varios brillos en la escena. La presencia de una ovarias áreas en el campo de visión mucho ás brillantes que en fondo,

pueden producir una sensación de disconfort.Este tipo de brillo puede ser clasificado como: resplandores,deslumbramientos y brillos por eflexión especular . Esta clasificación no esexcluyente ya que sus efectos pueden ser aditivos.

TABLA I Niveles de luminancia (en cd/m2) a los cuales puede estar sometido el ojo,con indicación del ecanismo receptivo involucrado. El Pto. Aguilar-Stiles

marca el nivel en que los bastones se saturan10-710-610-510-410-310-210-11

1011021031041051061078 mbral absolutoSuperficie blanca en una noche

Superficie blanca en una noche conl ll



Lectura con dificultadLectura confortableAdecuado para tareas visuales deLuminancia de un papel blanco bajo sol

Filamento de lámpara deArco de carbonoSolExplosiones nuclearesLáseres de gran potenciaVisiónde

bZona detransicióPto.Aguilar-VisióndeDeteriorodeÓptica Oftálmica II

José María Artigas Verde14

Acción de las lentes tintadas sobre la radiaciónLas lentes tintadas o coloreadas tienen como fin la protección de losórganos de la vistacontra la acción nociva de las radiaciones. Estas lentes tienen la propiedadde absorber, en diversamedida, las radiaciones de una longitud de onda determinada.Todas las lentes coloreadas absorben o transmiten un porcentaje más omenos importante delas radiaciones (sobre todo las visibles). Es por esto que una lente coloreada

se caracteriza por sucoeficiente de absorción o por el de transmisión, es decir por la proporción(%) de luz visible queabsorben o transmiten.Para una misma lente, este coeficiente depende de la longitud de onda de laradiaciónconsiderada, del color realizado, de los componentes (normalmente óxidosmetálicos) que entran enla composición del colorante y de su proporción y el espesor del vidrio

atravesado por la radiación.



Esta propiedad se pone en evidencia por la curva de transmisión en funciónde la longitud deonda que caracteriza una lente coloreada.La cantidad y variedad de lentes coloreadas que inundan el mercado es tan

grande que esimposible hacer un estudio detallado.Vamos a ver los aspectos generales- No existe una normalización en lo que se refiere a lentes coloreadas. Cadafabricante

presenta una gama más o menos extensa de colores diferentes (verde,marrón, gris, rosa,...).- Las lentes de un mismo color existen generalmente en 4 ó 5 graduacionesdiferentesdesiguales con el nombre del color y una o dos letras A, AB, B, BC, C, CD,D.- A: aspecto muy poco diferente al vidrio blanco (transparente) absorbealrededor del 8-15% en el visible- AB: absorbe 40% del visible- B: vidrio de protección solar absorbe 50%.- BC: absorbe 60/65%, vidrio de protección solar.- C: absorbe alrededor del 85/90%- D: absorbe más del 90% y se utiliza en lentes de protección.

Cómo protegerse de la luz solarPara Y Le Grand la actitud de considerar sólo la parte visible del espectrono es razonable yaque una cierta dosis de UV y IR es necesaria para el ojo.Podemos tener en cuenta que:a) para la región visible del espectro.- comenzar por determinar en el visible si una cierta absorción es útil para

proteger elojo contra el deslumbramiento proviniente de una luz intensa y prolongada.

Hay aparatos(Alpascope...) que permiten determinar las necesidades exactas del usuarioen lentestintadas. (si no, siempre están las pruebas).- Para la región visible las lentes coloreadas para proteger el ojo deldeslumbramientodeben ser lo más neutras posibles, es decir respetar el color de los objetos(gris).- Lentes demasiado saturadas son a evitar a causa de la fatiga del cristalino.

- Hay que evitar las lentes coloreadas cuyo espectro de transmisión en elvisible



presente dos picos marcados ya que produce dicroismo lo que impide al ojoenfocar simultáneamente en dos longitudes de onda.b) para la región invisible

Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde15- Si los IR no son nocivos en si mismos (salvo personas expuestas aradiación IR intensa) esto no nos preocupa mucho. Por el contrario una lente deberíaabsorber lasradiaciones UV al menos las inferiores a 330 nm.- El crown blanco absorbe en cierta medida las UV, pero como todos loscrown notienen el mismo límite inferior de absorción hay que ser prudente.Consejos- Conviene siempre que sea posible disponer de las curvas de transmisión.Existenespectrofotómetros “de bolsillo” (Tri-tester de Essilor) que nos permitenhacer lecturasglobales en las tres zonas.- Para una ametropía débil (o una emetropia) elegir un vidrio tintado enmasa puede

justificarse. Por el contrario si la ametropía es fuerte (altas potencias -) es preferible untintado en superficie.- En lo que concierne a las lentes afocales solares el óptico debe aconsejar una lentetrabajada y desaconsejar las llamadas coquillas que presentan defectosimportantes en lasuperficie que influyen en la calidad de la imagen.- En teoría habría que aconsejar:

• marrón para los miopes• verde para los hipermétropes• amarillo para los emétropes

pero hay demasiados factores que entran en juego y es el usuario el que en principio debe elegir ya que depende de sus condiciones de vida, etc. (p.e. el esquimal quedistingue 80 blancos...)- Hay que intentar dar una seriedad mediante medidas, demostraciones, etc.Facilitando siempre la máxima información.

LENTES ABSORBENTES



Una lente absorbente o filtrante, es aquella que se utiliza para el objetivoconcreto de reducir la cantidad de luz o energía radiante transmitida, es decir que actúa comofiltro. Este tipo de lentes

son algunas veces denominadas lentes tintadas o coloreadas, debido a quegeneralmente no sontransparentes como las lentes oftálmicas de vidrio crown normales. Comofiltros que son, estaslentes pueden absorber la luz de manera uniforme (o neutra) todo elespectro visible, o de forma

selectiva absorbiendo unas longitudes de onda más que otras.En la actualidad, los principales tipos de lentes absorbentes producidasindustrialmente, sonlas siguientes: 1) lentes tintadas en la masa; 2) lentes coloreadas por tratamiento de superficie; 3)lentes tintadas orgánicas; 4) lentes fotocromáticas; 5) lentes polarizantes.MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE LENTES ABSORBENTES

Lentes tintadas en la masa

Como sabemos, la materia principal para la fabricación de lentes mineraleses la sílice,utilizándose pequeñas cantidades de óxido de potasio, aluminio, etc. conobjeto de proporcionar alvidrio determinadas propiedades físicas y químicas. Pues bien, si queremos

obtener un vidriotintado es necesario añadir uno o más metales u óxidos metálicos en lamasa inicial. Lascaracterísticas de transmisión espectral de la lente acabada, se obtienencontrolando las cantidadesde metales u óxidos metálicos presentes en la masa.Óptica Oftálmica II


Las lentes coloreadas en masa, tienen la ventaja de que los deterioros de susuperficie apenasafectan a la transmisión de la misma además, prácticamente no hayreflexiones asociadas con lasuperficie pulida y no se necesita ningún equipamiento especial para elacabado de la lente. Sinembargo, tienen varias desventajas: la transmisión varía del centro a los

bordes; en losanisométropes fuertes, la transmisión puede variar mucho de un ojo a otro;

y se necesita un gran



inventario de semiacabados para atender un amplio rango de prescripciones. Lentes coloreadas por tratamiento de superficie

Este método consiste en colorear la lente mediante la deposición de una

fina capa de óxidometálico sobre la superficie de la lente. La capa es depositada mediante un proceso de evaporaciónen una cámara de vacío y a altas temperaturas.

Lentes tintadas orgánicas

En las lentes orgánicas, no puede depositarse una capa por evaporacióndebido a que sedeformarían por acción de las altas temperaturas requeridas en el proceso.En lugar de ello, laslentes orgánicas se colorean por inmersión de las mismas en una soluciónque contengan losapropiados colorante orgánicos. La densidad resultante depende de lanaturaleza del colorante y dedel tiempo de inmersión. Un determinado color puede obtenerse realizandodiferentes inmersionesen distintas soluciones. Debido a que el colorante penetra en la capasuperficial de la lente de unamanera uniforme, ésta presenta una densidad uniforme independientementede la variación de

espesor del centro al borde. Este proceso tiene además la posibilidad decorregir errores, ya que si lacoloración no ha sido la adecuada puede eliminarse el color por inmersiónen una solución

blanqueadora y volver a iniciar el proceso. Lentes fotocromáticas

Las lentes fotocromáticas son aquellas que se oscurecen cuando sonexpuestas a radiaciónUV. Estos vidrios, que tiene un índice de refracción de 1.523, contienen

cristales microscópicos dehaluros de plata. Cuando absorbe radiación UV, los cristales sedescomponen en plata y átomos delhalógeno correspondiente, comenzándose entonces la lente a oscurecer. Elretículo que forma elvidrio, mantiene en las proximidades la plata y el halógeno, de modo quecuando cesa la radiaciónde UV comienzan a recombinarse formando otra vez haluro de plata y por consiguiente la lente

vuelve a ser transparente. El grado de oscurecimiento depende de latemperatura. Cuanto más baja



sea más rápido y mayor será el oscurecimiento. Existen, no obstante, otrosfactores que afectan algrado de oscurecimiento, tales como la intensidad de la radiación o eltiempo de exposición. El

grado de envejecimiento depende de la composición del vidrio, de latemperatura (a mayor temperatura mayor deterioro) y del tiempo de exposición a que ha sidosometido.

Lentes polarizantes

La luz solar no está polarizada, pero cuando es reflejada especularmente por la superficie de unmaterial se transforma en parcial o totalmente polarizada, dependiendo delángulo de incidencia yde la naturaleza del material reflejante. Los materiales que mejor polarizanla luz por reflexión, songeneralmente los no-conductores, es decir los dieléctricos, tales como elvidrio, pavimentos, arena onieve. La luz reflejada por una superficie dieléctrica, está totalmente

polarizada para un específicoángulo de incidencia, denominado ángulo de Brewster. Este ángulo esaquel que sumado con elrefractado da 90º, y esto ocurre cuando la tangente del ángulo de incidenciaes igual al índice de

refracción del medio reflejante y siempre que el medio de propagación seael aire (tg i = n). Por Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde17ejemplo para luz reflejada en una lente de vidrio crown e índice derefracción 1.523, el ángulo deBrewster es aproximadamente 57º; para el agua es de 53º.La utilidad de un filtro polarizante es la de suprimir la reverberación es

decir la reflexión dela luz en una superficie reflectante ya que, como hemos dicho, esta está

polarizada (en carretera,con el agua, nieve) esto da un confort para el usuario (un coloreado normalno suprime lareverberación). Se realizan en colores diferentes: marrón, gris, verde ...Las lentes de polaroide llevan nueve capas- una externa que asegura una resistencia al rayado- una capa soporte que lo hace difícil de romper

- una capa interna que absorbe los U.V.- una capa de filtro polarizador



- otra capa de absorción de U.V.- una capa soporte para darle resistencia (doble)- una capa que absorbe los I.R.- una capa soporte

- una capa de resistencia al rayado.Con esto absorbe hasta el 99% de la reverberación. Elimina el 96% de losUV. Absorbe casi el 60%de los IR. Absorbe entre el 62 y el 82% de la luz del espectro visible (son

polarizadores al 80%,siempre hay un 20% de la luz que dejan pasar).Una aplicación del polaroide es el tensicopio que es un aparato que sirve

para verificar laisotropía de las lentes.Si la lente no es isótropa modifica el estado de polarización de la luz que lellega desde el

polarizador 1 P y no se obtiene la oscuridad uniforme a la salida del polarizador 2 P . Aparte de ver las tensiones existentes en la lente antes de montar (mal recocido de lalente) se pueden controlar después del montaje → lente (sobretodo orgánica) demasiado comprimida(sobretodo con monturametálica) o también cuando se le hace un tratamiento de resistencia otérmico) es posible que

aparezcan tensiones.Sobretodo al realizar montajes difíciles es conveniente realizar este análisisya que lastensiones se traducen en birrefringencia (dos índices de refracción enfunción de la dirección locallo cual puede afectar muy negativamente a la refracción de la lente(aberraciones muy importantes).En principio, no hay pruebas que demuestren que el uso prolongado defiltros polarizantes

tenga algún efecto fisiológico nocivo.TIPOS DE LENTES ABSORBENTESP1 lente P2Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde18Las lentes absorbentes pueden clasificarse de diferentes maneras según los

parámetros quese tengan en cuenta. Una posible clasificación podría ser:

1.- Lentes diseñadas para uso general, las cuales absorben algo más deradiación UV, visible e IR,



que una lente oftálmica transparente.2.- Lentes que absorben selectivamente el UV y transmiten más o menosuniformemente el visible.3.- Lentes de uso exterior, comúnmente llamadas gafas de sol, que tienen

una transmisión promediomuy baja.4.- Lentes que absorben selectivamente partes del espectro visible.5.- Lentes cuyas características de absorción varían con el nivel y tipo deiluminación (lentesfotocromáticas).6.- Lentes diseñadas para uso ocupacional, con particulares absorciones delongitudes de onda oaltos niveles de absorción.

Lentes absorbentes generales

Las lentes de esta categoría, están ligeramente tintadas, por lo que muy poco más del UV delvisible y del IR que una lente transparente. Estas lentes suelen ser de usointerior, y tienen unatransmisión a través del espectro prácticamente uniforme. Las coloracionesson pues muy débiles.Hay que recordar aquí, que el color es muy difícil de reproducir, por lo quesí se ha dereemplazar una lente es mejor hacerlo con las de los dos ojos. De esta

forma las dos lentes habránsido tintadas en el mismo proceso lo que asegura la igualdad del color.Pacientes que normalmente solicitan lentes tintadas para uso en interioresson: personasalbinas, sujetos con altos errores refractivos, especialmente afáquicos ymiopes, sujetos que trabajancon pobres niveles de iluminación artificial o con terminales de ordenador,

personas que no tienenen general buena salud y personas con tendencias neuróticas o

neurasténicas.Por otro lado, el débil coloreado de estas lentes es considerado a menudocomo un valor cosmético, ya que se piensa que enmascara algo el aspecto de gafa,considerada como prótesis deayuda a la visión. Por ejemplo cuando se utilizan bifocales, el coloreadocontribuye a disimular elsegmento.

Lentes que absorben el UV

Como hemos explicado en anteriores apartados, la exposición de la córneaa la radiación UV puede



causar fotoqueratitis. Las longitudes de onda más cortas de 290 nm afectan primeramente al epiteliocorneal; las comprendidas entre 290 y 315 nm causan daños en el estromacorneal, la membrana de

Descemet y el endotelio, pudiendo provocar también de forma secundariauveitis. La radiación UVes también responsable de varias formas de patologías retinianas talescomo el edema macular cistoide.Para prevenir entonces posibles daños oculares y minimizar el disconfort yla pérdida defunciones visuales, es necesario proporcionar a los ojos la debida

protección.Esta protección, la proporcionan los filtros que absorben o reflejan el UV.Un filtro de UVdebería absorber todas las radiaciones menores de 380 nm.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde19El policarbonato, como sabemos, es un material que se está imponiendo enla fabricación delentes oftálmicas, fundamentalmente por su resistencia al impacto y su bajadensidad. Sin embargo,

para que procure a su vez protección al UV, es necesario añadirle una capaabsorbente de UV que

proporciona una protección a partir de 380 nm. Por otro lado, lentes deresina de alto índice derefracción (n=1.6), cortan el espectro a partir de 380 nm sin necesidad deningún aditivo.En general, ninguna lente de las comúnmente usadas, proporciona una

protección total alUV. Por esta razón hay que añadir las capas o flitros adecuados para

conseguir este objetivo.Tengamos en cuenta además, que el color de la lente no dice nada acerca dela absorción del UV.

Lentes de uso exterior

Muchas de las lentes incluidas en esta categoría, absorben la suficienteradiación en elvisible para ser consideradas gafas de sol. La Oficina Americana de

Normalización, define comogafa de sol aquella que transmite menos del 67% de la luz incidente. Esto

es una definición



arbitraria, ya que para proporcionar una protección suficiente cuando seestá bajo un sol brillante, esnecesario que la gafa filtre entre un 80 y un 90 % de la luz incidente. Aúnmás, en el caso de niveles

de iluminación extremos, por ejemplo bajo 34000 cd/m2, muchas de estaslentes no son suficientessiendo necesarias entonces lentes que absorban hasta un 95% o más. Cercade estos límites seencuentran lentes tales como las lentes grises (gray).Aunque todas estas lentes están diseñadas para uso exterior y tienen unaexcelente absorciónen el rango de 200 a 300 nm, en el intervalo de 300 a 400 nm su absorcióndeja, sin embargo,mucho que desear.Por el contrario estas lentes tieneN en general una buena absorción en elIR. De cualquier forma la exposición requerida de IR para causar daños en el ojo, es comosabemos, mucho más altaque la de UV. Si de todas formas, en una situación particular hiciera falta

protección contra el IR,tengamos en cuenta que por la forma de su espectro de transmisión, laslentes verde oscuras reducenconsiderablemente más la transmisión del IR.

Lentes de absorción selectivaAunque no son de uso común, existen lentes que absorben selectivamentediferentes

porciones del espectro. Las lentes más normales de este tipo son lasamarillas, azules y verdeazuladas.

Lentes Amarillas

Este tipo de lente absorbe casi toda la radiación por debajo de 500 nm y por lo tanto reduce

considerablemente la dispersión de la luz (la dispersión de la luz es provocada fundamentalmente por las longitudes de onda corta, es decir por los azules). Debido a que lamáxima sensibilidad de laretina es para la longitud de onda de 555 nm, se ha sugerido que las lentesque tienen una altatransmisión relativa en o alrededor de esta longitud de onda, ayudan amejorar la agudeza visual denoche. En consecuencia, este tipo de lentes se han promocionado como

lentes de conducciónnocturna.



Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde20También han sido recomendadas estas lentes para la práctica de la caza,

aduciendo que la luzdispersada crea un problema en esta actividad y estos filtros ayudan aminimizarlo. Un estudiorealizado con 50 cazadores demostró que el uso de las gafas amarillas no

producía ningún efecto enun grupo de ellos, es decir sus marcas eran iguales con o sin gafas; en elotro grupo eran peores conlas gafas amarillas.En conclusión, estas gafas sólo son recomendables cuando el sujetoconcreto las considera

beneficiosas para una situación determinada. Lentes azules y verde azuladas

Las lentes azules, tienen un uso estrictamente cosmético. Las lentes verdeazuladas, tienencasi la misma curva de transmisión que un vidrio crown en el espectrovisible, pero presentan unreducción gradual de la transmisión en la región del IR.Estas lentes suelen denominarse lentes frías, y su uso suele ser recomendado a sujetos que

están constantemente expuestos a superficies blancas reflejantes y a profesionales tales comococineros que en su trabajo normal existe una excesiva cantidad deradiación IR.

Lentes fotocromáticas

Las lentes fabricadas con vidrio fotocromático o fotocrómico, tienen la propiedad deoscurecerse cuando son expuestos a la luz, y volver a su estado original enausencia de la misma.

Como hemos dicho en un apartado anterior, las propiedades de esta lentesson causadas por la

presencia de cristales de haluro de plata en la masa del vidrio que se disociaen plata y el halógenocorrespondiente por acción de la luz, volviéndose a reconvertirse en halurode plata en ausencia deluz. Este proceso es el mismo que el de las películas fotográficas, donde losgranos de haluro de

plata se ennegrecen por acción de la luz. Sin embargo, la diferencia estriba

en que en la película



fotográfica el proceso es irreversible, es decir, una vez ennegrecida no puede volver a su estadooriginal, mientras que si esto ocurre en vidrio el proceso es reversible

pudiéndose volver cuantas

veces se quiera a su estado original.Los factores que determinan la velocidad de respuesta, el intervalo dedensidad y el color

base del vidrio fotocromático, es la introducción en la masa de vidrio dediferentes sustanciasdopantes (borosilicatos, alumino-fosfatos...). Básicamente, todos los vidriosfotocromáticos

presentes en el mercado son muy parecidos, ya que la base es fabricadafundamentalmente por sólotres casas comerciales.Los vidrios fotocrómicos difieren de los materiales fotocrómicos orgánicos,en que ellos soninmunes a la fatiga o deterioro producido por su uso continuado. Debido aque los microcristales seencuentran atrapados dentro del vidrio, los ciclos de oscurecimiento yextinción del mismo son

prácticamente infinitos. Algunas nuevas lentes fotocrómicas, sin embargo,necesitan un periodo deactivación, durante el cual se somete a la lente a varios ciclos de

oscurecimiento total ytransparencia total. En estos casos si la lente deja de ser usada por un

periodo más o menos largo, esnecesario volver a realizar la activación inicial.Como hemos dicho hay diferentes tipos de lentes fotocrómicas pero

bastante similares, sinembargo es importante conocer los rangos de transmisión que tienen cadauna de ellas. En general,

podemos decir que estos rangos de transmitancia varían entre un 20 y un

24% cuando la lente estátotalmente oscurecida y un 60 a un 80 % cuando es lo más clara posible.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde21En los últimos años se han introducido además, varias lentes fotocrómicasde alto índice derefracción (n=1.6005, nº de Abbe 42 y densidad 2.73 g/cc). Estas lentestienen una transmitancia

que varía, del estado más oscuro al más claro, desde el 22% al 83%.



Aunque muchos factores influyen en la transmitancia de un vidriofotocrómico concreto, los

principales son los siguientes:1.- Intensidad de la radiación incidente

2.- Longitud de onda de la radiación incidente3.- Temperatura del vidrio4.- Espesor del vidrio5.- Previos tratamientos de calentamiento6.- Historia de las exposicionesCuando se aplica un tratamiento antirreflejante o colorante a una lentefotocromática, debehacerse dentro de un rango de temperaturas muy crítico (230º - 375º C), sise quiere mantener las

propiedades de la lente fotocrómica. Además, algunos tratamientosabsorben el UV por lo que suaplicación debe hacerse entonces en la segunda cara de la lente.Aunque muchas personas creen que unas lentes fotocromáticas sustituyen aun par de gafas(de sol y de interior), hay que advertir que esto no es así en estricto sentido,ya que conducir denoche con lentes fotocromáticas es cuestionable. La mayoría de este tipo delentes alcanza unatransmisión del 85% de promedio con la máxima claridad, lo cual en

algunas condiciones puede ser peligroso, y desde luego en el caso de que sólo alcance el 40% (PhotoSunII)es totalmenteinaceptable.

Lentes fotocromáticas orgánicas

En los años 80, se produjeron las primeras lentes orgánicas fotocromáticas.Estas lentes eranfabricadas por impregnación química. La fase de oscurecimiento, es enestas lentes muy sensible a

la temperatura. El intervalo de transmitancia variaba entre un 45% y un90%. Sin embargo, despuésde 2 años de uso este intervalo se reducía considerablemente pasando a ser de 45% a 67%, lo queera un rango muy corto y además poco transparente para uso interior y

poco oscuro para luz solar.En los años 90, han salido al mercado otros tipos de materiales con unintervalo más amplioy más estable (transmitancia entre un 84% y un 25%), teniendo además una

velocidad de transiciónde claro a oscuro y viceversa mucho más alta.



LENTES ESPECIALES Lentes de control de brillo

Este tipo de lentes fotocromáticas, tienen una acción filtro que corta bruscamente el espectro

visible a partir de una determinada longitud de onda, teniendo además una baja transmisión. LaÓptica Oftálmica II

José María Artigas Verde22longitud de onda de corte puede ser de 450, 511,527 y 550 nm, absorbiendo

prácticamente cualquier radiación de longitud de onda inferior.Estas lentes especiales suelen utilizarse para aliviar las molestias

producidas por los brillos oresplandores que reducen la agudeza visual asociadas con ciertasenfermedades. Como es fácildeducir, estas lentes eliminan virtualmente toda la energía UV y los azulesdel espectro visible. Hayque entender que estas lentes no curan ninguna de las enfermedades paralas cuales se utilizan, sino

Lentes ocupacionales

Estas lentes están diseñadas generalmente como lentes de protección parausos industriales.

Los daños que pretenden evitar pueden ser tanto de origen mecánico comoquímico, así como de

posibles radiaciones peligrosas para el ojo. Entre las ocupaciones que más precisan de protecciónocular están los operarios de fundiciones, sopladores de vidrios ysoldadores. Los estándares máscorrientes en este tipo de lentes, indican que deben absorber completamentela radiación UV e IR.En consecuencia, al absorber los extremos del espectro, estas lentes tienen

un color verdoso. Por otro lado, estas lentes deben absorber además en el espectro visible conobjeto de atenuar laintensidad de luz.TABLA I

Número de oscurecimiento Transmisión %

1.5 61.11.7 50.12.0 37.3

2.5 22.83.0 13.9



4.0 5.185.0 1.936.0 0.727.0 0.27

8.0 0.109.0 0.037 10.0 0.013911.0 0.005212.0 0.001913.0 0.0007214.0 0.00027 Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde23PRESCRIPCIÓN DE LENTES ABSORBENTESDebido al gran número de lentes absorbentes disponibles, es casi imposible

para eloptometrista estar familiarizado con todas ellas. Esta tarea se complicaademás, porque lacomposición, el color y el coste no son criterios para predecir la cantidadde UV, visible o IR queuna lente absorbe. Aunque lo oscura que sea un lente si te informa acercade lo que transmite en el

visible, existen otras diferencias que hacen que dos lentes igualmenteoscuras no sean iguales.Generalmente, las lentes orgánicas (CR-39) filtran más el UV cercano quelas minerales, peroexisten excepciones. Dentro de un rango similar de oscurecimiento, no hayforma de predecir cualserá más efectiva en el UV o IR. Además, el filtrado efectivo en una regióndel espectro, nogarantiza que lo sea en cualquier otra región.

Existen en el mercado un gran número de gafas de sol no controladas, quetransmitenimportantes bandas de UV (se dice que poseen “ventanas” de UV). Esto

puede ser extremadamente peligroso en algunas situaciones. Por ejemplo, hay gafas de sol bastanteoscuras, que atenúanmucho el visible pero prácticamente nada el UV. En esta situación, el

portador al tener muyatenuado el visible puede exponerse, sin sentir molestias aparentes, a

intensa radiación solar



desconociendo la gran cantidad de UV que está recibiendo que por suefecto acumulativo puederesultar peligrosa. Además, como atenúa mucho en el visible la pupila sedilata, con lo que la

cantidad de UV todavía es mayor.En cualquier caso, hay que advertir al usuario en que condiciones y con queniveles deiluminación resulta conveniente el uso de lentes absorbentes. Por ejemplo,

para actividades alexterior con sol brillante la transmisión en el visible debe estar entre un 10y un 20%.Otro aspecto a recomendar es que, como el efecto del UV es acumulativoresulta adecuadola utilización más o menos continuada, de filtros para esta radiación, sobretodo en ambientes de sol

brillante, pues puede prevenir o retrasar la aparición de diferentesenfermedades relacionadas con laexposición al UV.Finalmente, sería recomendable que todas las gafas atenuaran el UV a

partir de 400 nm,siempre y cuando esta atenuación que podría afectar algo a las cortaslongitudes de onda (azules) noimpidiera distinguir bien los colores, como por ejemplo los de los

semáforos.TRATAMIENTO ANTIRREFLEJANTE (A.R.). LENTESMINERALESEntre los tratamientos de superficie hay que citar el tratamientoantirreflejante. El principioes vaporizar al vacío una sustancia como el fluoruro de magnesio, fluorurode lantano.... sobre lasdos caras de la lente mineral. Esta metalización atenúa el efecto espejo dela lente ya que se refleja

menos la luz.Cuando la luz pasa a través de un objeto transparente (una lente por ej.)siempre se produceuna cierta reflexión. Una parte de la luz se pierde por reflexión en la caraanterior y en la posterior de la lente.Si tenemos una lente de vidrio crown (nv=1,523)Se puede calcular la luz reflejada en la primera cara por la fórmula deFresnel (en incidencia

normal)Óptica Oftálmica II




1⎟ ⎟⎠⎞⎜ ⎜⎝⎛+−=n n

R n nvvR = factor de reflexiónnv = índice de refracción del 2º medio (1,523)n1 = índice de refracción del 1er medio (1.00)En nuestro caso (0,207) 0,0431,523 11,523 1 22= = ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+−

R =Luego en la primera cara hay una reflexión del 4,3%. En la segunda caraocurre lo mismo y

se reflejará el 4,3% (del 95,7% que le llega). Luego podemos evaluar las pérdidas por reflexión al8%.Para disminuir al máximo la reflexión hay que tratar las dos caras de lalente. Las doscondiciones requeridas son difíciles ya que conseguir el espesor adecuadono es sencillo y ademásno existe el material adecuado.Un poco para remediar esto y además porque los resultados obtenidos son

mucho mejores



estos últimos años la mayoría de las firmas comerciales realizan sustratamientos antirreflejantescon multicapas.El principio de la técnica de multicapas es el mismo que con una sola capa

pero lo que se pretende es anular la reflectancia para varias longitudes de onda y atenuarlahasta valores del 0,2%

para amplias regiones del espectro.Reducción de la reflexión conalternancia de capas de alto y

bajo índice.4%4%100%92%300 500 700 λR1/20.050.0252 capas1 capa3 capasÓptica Oftálmica II

José María Artigas Verde25Ventajas que presenta un tratamiento A.R.

- En el caso de reflexiones frontales la agudeza visual no sufre los efectosnegativos de la pérdida deluz (sobre todo con luminancias bajas). Desde el punto de vista estético elefecto espejo se atenúa,se ven mejor los ojos del usuario y la mirada tiene un aspecto menos serio.- Reflexiones posteriores. Cuando el usuario está de espaldas a la fuente

luminosa esto puede producir reflejos molestos que influencian la agudeza visual y causan fatigaen los ojos. (faros decoche de atrás, de espaldas a una ventana es difícil leer la pizarra...)- Reflexión corneana (imágenes fantasmas). Un fenómeno que se produce a

baja luminancia es el dela luz que reflejada en la córnea como un espejo convexo, estas reflexionesse reproyectan en el ojo

por la reflexión en las dos caras de la lente provocando imágenes fantasmas

(halos alrededor de lasfuentes luminosas). Esto causa fatiga y además nerviosismo.



- Un resultado consecuencia de un tratamiento A.R. es que se aumenta laabsorción del U.V. lo queno es despreciable.- El tratamiento A.R. suprime los círculos concéntricos visibles en las

lentes cóncavas de alta potencia.- Los tratamientos A.R. no cambian las propiedades mecánicas de las lentesminerales (lasorgánicas al dilatarse y comprimirse pueden resquebrajar la capa). Se

pueden aplicar el resto detratamientos en general y según el fabricante hay un orden (MOYA es laexcepción ya quenormalmente A.R. es el último pero para éstas puede ser el 1º).- Es frecuente conseguir una mejor resistencia al rayado con el tratamiento.- El hecho de alcanzar transparencias del 99,5% implica que todas lassuciedades se ven más lo queobliga a una limpieza más cuidadosa. (Esto es a favor).- La limpieza de las lentes A.R. con agua fría y jabón se lavan, se escurreny se secan con un pañosuave (nylon, seda.....).

Inconvenientes

Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde

26- Todo está calculado para la incidencia normal de la luz en la lente, bastacon observar unaincidencia oblicua para ver reflejos coloreados. Con una sola capa → sóloes válido para unalongitud de onda.- PrecioOtros tratamientos sobre lentes orgánicasHasta no hace mucho tiempo había muchas dificultades para conseguir un

tratamiento AR sobre las lentes orgánicas por problemas de adherencia dada laimposibilidad de calentar las lentesorgánicas. Desde hace poco tiempo este tratamiento es posible con capas dematerial dieléctrico(sustancia aislante para la electricidad) vaporizadas sobre el vidrio.Para que esta vaporización se haga en buenas condiciones la lente está envacío a unatemperatura similar a la de la ebullición del agua cuando la presión

atmosférica es muy baja. El



dielectrico recibe la energía en forma de calor y de corriente eléctrica. Estaenergía debe ser suficiente para permitir una vaporización constante del dieléctrico. La lentese debe colocar en la

nube de vapor de tal manera que el dieléctrico condense uniformemente enla superficie de la lente.Este posicionamiento de la lente es muy importante pues el espesor de lacapa debe ser un enteroimpar de 4λ .El resto de tratamientos en las lentes van encaminados a conseguir unaresistencia al rayadoya que éste es el principal inconveniente de las lentes orgánicas. Uno deellos es la Hoya Hi-Quartza base de cuarzo que es la base de la mayoría de este tipo de tratamiento.

Normalmente sólo la caraconvexa recibe un tratamiento ya que es la que está expuesta al rayado.Este recubrimiento no alterala solidez de la lente que resiste los test habituales y da una resistencia alrayado próxima a la delvidrio mineral.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde

27BIBLIOGRAFÍA- Fannin T.E. & Grosvenor T. “Clinical Optics” Ed. Butterworth-

Heinemann (1996).- Jalie M. “The principles of Ophtalmic Lenses” (1998).- Artigas J.M., Capilla P. Felipe A. & Pujol J . “Óptica Fisiológica:Psicofísica de la visión” Ed.McGraw-Hill Interamericana (1995).- Boof K.R., Kaufman LL. & Thomas J.P. “ Handbook of perception and

human performance”Vol I Ed. John Wiley and Sons (1986).- Le Grand Y. “Optique Physiologique” Masson & Cie. Paris (1972).- Jameson D. & Hurvich L.M. Ed. “ Handbook of sensory Physiology VolVII/4 VisualPsychophysics” Springer Verlag (1972).- Luckiesh M. & Holladay L. “Penetration of Fog by light from sodiu andtungsten lamps” J.Opt.Soc.Am. 31, 528-530 (1941).

- Richards O. “Yellow glasses fail to improve seeng at night drivingluminances” Highway Res.



Abstr. 23, 32-36, (1953).- Blackwell H . “The effect of tinted optical media upon visual efficiency atlow luminances” J.Opt. Soc. Am., 43 815 (1953).

- Lynch D. & Brilliant R. “An evaluation of the corning CPF 550 lens”Optom. Monthly 75, 36-42 (1984).- Adler “ Fisiología del ojo” Ed. Panamericana. Buenos Aires (1988).


1

TEMA VLentes de protección ocularPrograma1.- Efecto de las radiaciones en el ojo2.- Filtros ópticos3.- Acción de las lentes tintadas sobre la radiación. Tipos de lentes absorbentes4.- Lentes fotocromáticas5.- Tratamiento antirreflejanteÓptica Oftálmica II


21.- EFECTO DE LAS RADIACIONES EN EL OJO

GeneralidadesLa ley de Draper establece que para que una radiación tenga efecto sobre la materia lacualatraviesa, es necesario que sea absorbida por la misma. La radiación no tiene ningúnefecto (ni

benéfico, ni perjudicial) sobre la materia que atraviesa, si es completamente transmitidaocompletamente reflejada. Por ejemplo, la radiación visible causa la sensación de visión

porque esabsorbida por los fotopigmentos de la retina. Los efectos de las radiaciones pueden ser en general

de dos formas: ionizantes y no-ionizantes.Radiación ionizanteLa radiación ionizante, es producida por la desintegración de átomos con laconsiguienteemisión de partículas subatómicas o rayos. Esta radiación, lleva una energía tan alta queexcede laenergía de enlace de los electrones de la materia irradiada y provoca entonces la emisióndeelectrones, dejando pues al átomo con una carga eléctrica positiva conocida como ión.La radiaciónionizante puede producirse como un fenómeno natural o ser provocada artificialmente,y viaja como

partículas (alfa , beta) o como ondas tales como los rayos X o gamma.



Cuando una radiación ionizante penetra en un tejido vivo, provoca destrucción ydesorden en losátomos y moléculas que encuentra en su camino, produciéndose entonces una cadena desucesosque puede destruir células vivas o hacer que éstas funcionen anormalmente.

Muchas radiaciones ionizantes, pueden penetrar en el ojo pero sólo una pequeñacantidad esabsorbida. El daño depende del tiempo de exposición, de la concentración y del tipo deradiación.En general, radiación poco penetrante tal como las partículas beta, requieren mucha másexposiciónque otras altamente penetrantes como los rayos X y gamma.La radiación ionizante puede tener en los tejidos oculares unos efectos directos oindirectos.Un efecto directo puede producir anomalías celulares o incluso su muerte. Un efectoindirecto

puede, por ejemplo consistir en dañar vasos sanguíneos y entonces restringir elsuministro de sangrea los tejidos.La radiación ionizante, puede afectar prácticamente a todos los medios oculares. De lostejidos oculares, la conjuntiva, cornea y cristalino son los más vulnerables. A bajosniveles, losvasos de la conjuntiva comienzan a ser dañados y la córnea pierde su normal brillo.Dosis más altas

provocan exfoliación de las células epiteliales, úlceras corneales y keratitis.Sin embargo, el efecto más común de la radiación ionizante es la formación decataratas. Eldesarrollo de cataratas sigue un periodo latente de varios meses o años. En las personas

jóvenes el periodo latente es más corto, y más grande el daño producido. Niveles más altos deradiaciónionizante, puede provocar degeneración de la retina, y niveles extremadamente altosceguerainstantánea.Óptica Oftálmica II


3

Radiación no-ionizanteSi la energía transmitida por la radiación es más baja que la energía de enlace de loselectrones de la materia irradiada, el átomo salta a un nivel de energía más altodiciéndose entoncesque está en un estado excitado. Las moléculas en estado excitado, tienen diferentes

propiedadesfísicas y químicas que las que permanecen en el estado fundamental. Muchas formas deradiaciónelectromagnética son no-ionizantes como las ondas de radio o la luz. Sin embargo, en laclasificación de los efectos que vamos a hacer, limitaremos la discusión a la llamadaradiación

óptica, es decir lo que previamente hemos definido como UV, visible e IR.2.- LA ABSORCIÓN DE LA RADIACIÓN EN LOS MEDIOS OCULARES



La Comisión Internacional de Iluminación (CIE), ha dividido el espectroelectromagnéticoen diferentes partes, que son importantes conocer con objeto de poder precisar lasdiferentesabsorciones que tienen lugar en los medios oculares.

El espectro electromagnético, está constituido por los rayos cósmicos, γ, X, la radiaciónultravioleta (UV), visible (VIS), infrarroja (IR), las microondas y las ondas de radio-frecuencia(Figura 1).Figura 1

Regiones del espectro electromagnético en función de la longitud de onda de laradiación

Las radiaciones no ionizantes, incluyen el ultravioleta, el visible y el infrarrojo, es decir,lasradiaciones de longitud de onda comprendidas entre 100 nm y 1 mm. De acuerdo con laCIE, estas

radiaciones se pueden dividir en las siguientes regiones:- UVC radiaciones comprendidas entre 100 y 280 nmÓptica Oftálmica II


4- UVB radiaciones comprendidas entre 280 y 315 nm- UVA radiaciones comprendidas entre 315 y 380 nm- Visible radiaciones comprendidas entre 380 y 780 nm- IRA radiaciones comprendidas entre 780 y 1400 nm- IRB radiaciones comprendidas entre 1400 nm y 3 μm- IRC radiaciones comprendidas entre 3 μm y 1 mmLas fronteras de estas regiones se establecen de acuerdo con la eficacia de la radiación

para producir diferentes efectos biológicos, aunque estos puedan solaparse entre diferentesregiones. Ellímite inferior (aprox. 100 nm) es el que separa las radiaciones ionizantes de las noionizantes. Anivel práctico se considera 180 nm como el límite inferior para el ultravioleta, puestoque lasradiaciones de menor longitud de onda son fácilmente absorbidas por el aire y por lotanto

únicamente pueden propagarse en el vacío.En la fotometría ocular hay que tener en cuenta diferentes fenómenos que modifican el porcentaje y espectro de la luz que llega a los fotorreceptores, como son la reflexión,absorción ydispersión.- Reflexión.-En el interior del ojo, pueden producirse reflexiones de la luz allí donde el índice derefracción cambie bruscamente, aumentando además con el ángulo de incidencia. Lamayor diferencia del índice de refracción ocurre en el paso aire-córnea, luego será en estasuperficie donde

mayores pérdidas por reflexión se producirán. También ocurren reflexiones, aunque demucha



menor importancia, en la superficie posterior de la cornea, el cristalino y la retina, produciendo todoello una disminución de la luz que llega a los fotorreceptores.Absorción.-La transmisión o absorción de la radiación por los diferentes medios oculares, determina

laslongitudes de onda que alcanzan la retina. A partir de determinaciones experimentales,se puedendeducir las principales características de la transmitancia o absortancia de los mediosoculares.La córnea, absorbe esencialmente toda la radiación de longitud de onda inferior a 290nm enla región ultravioleta, transmitiendo prácticamente toda la radiación visible (Figura 2) yes un flltromuy importante para el infrarrojo, donde absorbe casi completamente toda la radiacióna partir de 2

μm (Figura 3).Figura 2Transmisión espectral de la córnea en la región visible del espectro electromagnético,

para

observadores de 10 y 80 años de edad.400 600 800Longitud de onda (nm)1005010 años30 añosTransmisión %Óptica Oftálmica II


5Figura 3

Espectro de absorción de la córnea.Figura 4

Espectro de absorción del humor acuoso

El humor acuoso, que contribuye a absorber el ultravioleta que ha dejado pasar lacórnea,

tiene una absorción despreciable de la luz visible y absorbe de forma significativa en elinfrarrojo por debajo de las 2 μm (Figura 4).El cristalino es el principal responsable de las pérdidas de luz por absorción en el visible. Suabsorción es más importante en el azul que en el amarillo y varía con la edad. En elultravioleta,absorbe entre los 300 y 400 nm, siendo el filtro que evita que el UVA llegue a la retina.Por estarazón, en el caso de extracción del cristalino, podrá llegar a la retina del afáquico muchamás

cantidad de UVA. En la región del infrarrojo, el cristalino transmite prácticamente todala radiación.



(Figuras 5 y 6).Longitud de onda (nm)300 400 800 1200 1600 2000AbsortanciaRelativa %

10050Longitud de onda (nm)300 400 800 1200 1600 2000AbsortanciaRelativa %10050Óptica Oftálmica II


6Figura 5Transmisión espectral del cristalino en la región visible del espectro electromagnético

paradiferentes edades.

Figura 6 Espectro de absorción del cristalino.El humor vítreo es transparente a toda la radiación, presentando únicamente una

pequeña barrera de absorción en el infrarrojo (Figura 7).Figura 7

Espectro de absorción del humor vítreo.400 600 800Longitud de onda (nm)1005010 años30 años80 añosTransmisión(%)Longitud de onda (nm)300 400 800 1200 1600 2000AbsortanciaRelativa %10050Longitud de onda (nm)300 400 800 1200 1600 2000AbsortanciaRelativa %10050Óptica Oftálmica II


7



Teniendo en cuenta la transmisión de los distintos medios oculares, la radiación que puedellegar a la retina está constituida básicamente por la luz visible e infrarrojo A, aunquetambién

puede llegar UVA en pequeña proporción, como puede deducirse a partir del espectro

detransmisión del ojo (Figura 8). De esta radiación, la retina y la coroides absorberán básicamente laluz visible y en mucha menor cuantía el infrarrojo (Figura 9).Figura 8Transmitancia espectral global a través de la córnea, humor acuoso, cristalino y humor

vítreo.Figura 9

Absorción espectral de la retina y la coroides.

Por lo tanto, de manera global podemos considerar que la córnea absorbe el UVB, elUVC,

el IRB y el IRC, el cristalino el UVA, pudiendo llegar a la retina además de la radiaciónvisible, elIRA (Figura 10).400 600 800 1000 1200Longitud de onda (nm)10050Transmisión(%)400 600 800 1000 1200 1400Longitud de onda (nm)10050Absorción(%)Óptica Oftálmica II


8Figura 10

Representación esquemática de la absorción de las diferentes regiones de la radiación

no ionizante

por parte de los medios oculares.Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde9Dispersión.-Además de por la reflexión y la absorción, también se producen pérdidas de luz en el

pasode la energía radiante a través del ojo, por la dispersión. Esta es producida por las

partículassubmicroscópicas que se encuentran en las estructuras celulares de los medios oculares.En la

Figura 11, se observa la importancia de la dispersión en la transmisión de la luz a travésdel ojo. La



diferencia entre las curvas correspondientes a la transmisión total y la transmisióndirecta es elresultado de la dispersión de la luz.MáculaAunque forme parte de la retina, la mácula lutea o mancha amarilla puede considerarse

como un medio pre-retinal o más exactamente pre-receptorial. Es un pigmento nofotosensible queactúa como un filtro y cubre la parte central de la retina. Su función parece ser la deevitar que lascortas longitudes de onda alcancen el area central de la retina y por consiguiente de lafóvea, dondecomo sabemos existe una mayor agudeza visual. El espectro de absorción de la máculavaría segúnel sujeto, pero en promedio puede considerarse que absorbe fundamentalmente (casi enun 50%) lasradiaciones cuyas longitudes de onda están por debajo de 495 nm. Se puede pensar

pues, que elobjeto del pigmento macular es el de mejorar la agudeza visual en la fóvea, filtrando lascortaslongitudes de onda lo que en definitiva reduce el efecto de la aberración cromática.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde10Figura 11Transmisión por los diferentes medios oculares de la luz visible e infrarrojo cercano.A) Transmitancia total a través de todo el ojo.B) Transmitancia directa a través de todo el ojo. La diferencia entre ambas curvas sedebe a ladispersión de la luz en los medios oculares.Óptica Oftálmica II


11Concentración de energía radiante por el ojoLa absorción de energía radiante por el ojo por una capa específica depende de suestructuramolecular y su composición química. Sin embargo, el daño producido por absorción deradiación es

proporcional a la cantidad de energía radiante absorbida por unidad de masa o volumen.La concentración de energía radiante en el ojo, también depende del tamaño de la pupilaydel ángulo subtendido por la fuente. Cuando el tamaño de la pupila se incrementa, lailuminación enla retina aumenta con el cuadrado del radio pupilar..Efecto de la radiación ultravioleta (uv)La radiación UV puede tener efectos nocivos en la conjuntiva y en la córnea, causandofotofobia y desarrollando pterygium, pinguécula y queratopatías; también puede afectar al cristalino

provocando cataratas y a la retina causando degeneración macular.

El primer efecto que resulta de la absorción de la radiación UV de 300 nm o más baja,es un



daño fotoquímico en el epitelio corneal. Esto es conocido como fotofobia, fotoqueratitisofotoconjuntivitis. Debido a que el epitelio corneal absorbe mucha radiación UV, el dañocorneal esconfinado en esta capa. Este efecto ocurre después de un periodo latente, el cual varía

entre 30minutos y 24 horas dependiendo de la intensidad de la exposición. Además el efectofotoquímicotiende a ser acumulativo, por lo que repetidas exposiciones aunque sean cortas pueden

producir lesiones. Por otro lado, repetidas o largas exposiciones a la radiación UV, son la causadeldesarrollo de pterygium, pinguécula y queratopatías.El cristalino está continuamente expuesto al UV cercano (entre 290 y 380 nm), ya queestransmitido por la película lagrimal, la córnea y el humor acuoso. Uno de los efectos de

estaradiación, es la formación de pigmentos en la lente que causa una coloración amarilla enel núcleodel cristalino. Además, aunque sólo una pequeña cantidad de radiación UV alcance elcristalino, elefecto acumulativo de este proceso a lo largo de los años, hace que sea el responsable delaaparición de opacidades en el mismo.Efectos de la radiación visibleDebido a su transparencia, la córnea, el humor acuoso, el cristalino y el humor vítreotransmiten prácticamente toda la radiación visible (380 hasta 760 nm). La absorción deestaslongitudes de onda por los fotorreceptores de la retina inician el proceso fotoquímico yneural quecausa la sensación de la visión. Obviamente, debido a la adaptación del sistema visual aestasradiaciones, su efecto no es perjudicial. Sin embargo, inusuales altos niveles deradiación dentro delespectro visible, pueden causar lesiones en la retina. Incluso en el caso de niveles queno soncapaces de producir retinopatías, absorciones prolongadas de radiación visible pueden

tener efectosfuncionales indeseables.Efecto de la radiación infrarroja (IR)Debido a la absorción de la atmósfera, sólo el intervalo de radiación IR comprendidoentre780 y 2000 nm puede estar involucrado en posibles lesiones oculares. Por el momento,no hayÓptica Oftálmica II


12evidencias de que la radiación IR proveniente de un ambiente soleado produzca ningún

tipo de



lesión ocular. Sin embargo, fuentes artificiales de luz tales como las de arco de carbono,tungsteno,xenon y algunos láseres, producen una cantidad de radiación IR mucho más alta que laque emite elsol.

Si los ojos están expuestos a altas intensidades de radiación IR, la absorción de lamisma puede causar cambios rotacionales y vibracionales en las moléculas y producir lesionestérmicas.Los peligros de una elevada temperatura en los tejidos oculares, consisten en una

pérdida deconformación, es decir, en un cambio en la delicada estructura espacial de las

biomoléculas, proceso denominado desnaturalización.Otras formas de radiaciónAunque lógicamente nos hemos focalizado en el espectro visible, el UV y el IR, esto no

quiere decir que otras partes del espectro electromagnético no puedan tener incidenciaen losmedios oculares. Microondas de larga longitud de onda y radiaciones ionizantes talescomo RayosX y gamma, son conocidas como radiaciones altamente nocivas para los ojos y otrostejidos vivos.Sin embargo, estas fuentes sólo están presentes ocasionalmente en determinadasinstalaciones,donde son tomadas las precauciones necesarias. Estas básicamente se fundamentan en el

principiode la prevención, es decir, en el filtrado de la radiación peligrosa.Niveles recomendados de iluminación retinianaPara un nivel dado de iluminación ambiente, la cantidad de luz que alcanza la retinavienecontrolada por la pupila. Como sabemos, el diámetro pupilar varía entre 2mm paraniveles muyaltos de iluminación y 8 mm para iluminaciones bajas; la variación del diámetro pupilar cambia lairradiancia de la retina por un factor de 1 a 4 mm2, es decir 16 veces. Sin embargo, laretina es capazde adaptar su sensibilidad por un factor 100.000 entre el nivel más bajo de iluminación

y el másalto. Esto quiere decir, que la variación del diámetro pupilar sólo es un mecanismo derespuestarápida para evitar daños en la retina, pero que existen otros mecanismos de adaptaciónmáscomplejos de adaptación a la luz.Sin embargo, aunque el sistema visual sea capaz de funcionar en un amplísimo intervalodeiluminación, los niveles más altos pueden causar molestias y si se sobrepasan esosniveles pueden

producirse lesiones. En la Tabla I, se muestran los niveles de luminancia en cd/m2 a los

cuales



puede estar sometido el sistema visual, con indicación del mecanismo receptivoimplicado.Dentro de este contexto, resulta importante resaltar la situación provocada cuandoexistenuno o varios brillos en la escena. La presencia de una o varias áreas en el campo de

visión muchomás brillantes que en fondo, pueden producir una sensación de disconfort.Este tipo de brillo puede ser clasificado como: resplandores, deslumbramientos y

brillos por

reflexión especular . Esta clasificación no es excluyente ya que sus efectos pueden ser aditivos.Óptica Oftálmica II


1310TABLA I

Niveles de luminancia (en cd/m2 ) a los cuales puede estar sometido el ojo, conindicación del

mecanismo receptivo involucrado. El Pto. Aguilar-Stiles marca el nivel en que los

bastones se saturan.

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

1101

102

103

104

105

106

1078

Umbral absoluto

Superficie blanca en una nocheSuperficie blanca en una noche conl llLectura con dificultadLectura confortableAdecuado para tareas visuales deLuminancia de un papel blanco bajo solFilamento de lámpara deArco de carbonoSolExplosiones nuclearesLáseres de gran potenciaVisión



de bZona detransicióPto.

Aguilar-VisióndeDeteriorodeÓptica Oftálmica II

José María Artigas Verde14Acción de las lentes tintadas sobre la radiaciónLas lentes tintadas o coloreadas tienen como fin la protección de los órganos de la vistacontra la acción nociva de las radiaciones. Estas lentes tienen la propiedad de absorber,

en diversamedida, las radiaciones de una longitud de onda determinada.Todas las lentes coloreadas absorben o transmiten un porcentaje más o menosimportante delas radiaciones (sobre todo las visibles). Es por esto que una lente coloreada secaracteriza por sucoeficiente de absorción o por el de transmisión, es decir por la proporción (%) de luzvisible queabsorben o transmiten.Para una misma lente, este coeficiente depende de la longitud de onda de la radiaciónconsiderada, del color realizado, de los componentes (normalmente óxidos metálicos)que entran enla composición del colorante y de su proporción y el espesor del vidrio atravesado por laradiación.Esta propiedad se pone en evidencia por la curva de transmisión en función de lalongitud deonda que caracteriza una lente coloreada.La cantidad y variedad de lentes coloreadas que inundan el mercado es tan grande queesimposible hacer un estudio detallado.Vamos a ver los aspectos generales

- No existe una normalización en lo que se refiere a lentes coloreadas. Cada fabricante presenta una gama más o menos extensa de colores diferentes (verde, marrón, gris,rosa,...).- Las lentes de un mismo color existen generalmente en 4 ó 5 graduaciones diferentesdesiguales con el nombre del color y una o dos letras A, AB, B, BC, C, CD, D.- A: aspecto muy poco diferente al vidrio blanco (transparente) absorbe alrededor del 8-15% en el visible- AB: absorbe 40% del visible- B: vidrio de protección solar absorbe 50%.- BC: absorbe 60/65%, vidrio de protección solar.- C: absorbe alrededor del 85/90%

- D: absorbe más del 90% y se utiliza en lentes de protección.Cómo protegerse de la luz solar



Para Y Le Grand la actitud de considerar sólo la parte visible del espectro no esrazonable yaque una cierta dosis de UV y IR es necesaria para el ojo.Podemos tener en cuenta que:a) para la región visible del espectro.

- comenzar por determinar en el visible si una cierta absorción es útil para proteger elojo contra el deslumbramiento proviniente de una luz intensa y prolongada. Hayaparatos(Alpascope...) que permiten determinar las necesidades exactas del usuario en lentestintadas. (si no, siempre están las pruebas).- Para la región visible las lentes coloreadas para proteger el ojo del deslumbramientodeben ser lo más neutras posibles, es decir respetar el color de los objetos (gris).- Lentes demasiado saturadas son a evitar a causa de la fatiga del cristalino.- Hay que evitar las lentes coloreadas cuyo espectro de transmisión en el visible

presente dos picos marcados ya que produce dicroismo lo que impide al ojo enfocar simultáneamente en dos longitudes de onda.b) para la región invisibleÓptica Oftálmica II


15- Si los IR no son nocivos en si mismos (salvo personas expuestas a radiación IR intensa) esto no nos preocupa mucho. Por el contrario una lente debería absorber lasradiaciones UV al menos las inferiores a 330 nm.- El crown blanco absorbe en cierta medida las UV, pero como todos los crown notienen el mismo límite inferior de absorción hay que ser prudente.Consejos- Conviene siempre que sea posible disponer de las curvas de transmisión. Existenespectrofotómetros “de bolsillo” (Tri-tester de Essilor) que nos permiten hacer lecturasglobales en las tres zonas.- Para una ametropía débil (o una emetropia) elegir un vidrio tintado en masa puede

justificarse. Por el contrario si la ametropía es fuerte (altas potencias -) es preferible untintado en superficie.- En lo que concierne a las lentes afocales solares el óptico debe aconsejar una lentetrabajada y desaconsejar las llamadas coquillas que presentan defectos importantes en lasuperficie que influyen en la calidad de la imagen.- En teoría habría que aconsejar:• marrón para los miopes

• verde para los hipermétropes• amarillo para los emétropes pero hay demasiados factores que entran en juego y es el usuario el que en principiodebe elegir ya que depende de sus condiciones de vida, etc. (p.e. el esquimal que distingue 80

blancos...)- Hay que intentar dar una seriedad mediante medidas, demostraciones, etc.Facilitando siempre la máxima información.LENTES ABSORBENTESUna lente absorbente o filtrante, es aquella que se utiliza para el objetivo concreto dereducir

la cantidad de luz o energía radiante transmitida, es decir que actúa como filtro. Estetipo de lentes



son algunas veces denominadas lentes tintadas o coloreadas, debido a que generalmenteno sontransparentes como las lentes oftálmicas de vidrio crown normales. Como filtros queson, estaslentes pueden absorber la luz de manera uniforme (o neutra) todo el espectro visible, o

de forma selectiva absorbiendo unas longitudes de onda más que otras.En la actualidad, los principales tipos de lentes absorbentes producidas industrialmente,sonlas siguientes: 1) lentes tintadas en la masa; 2) lentes coloreadas por tratamiento desuperficie; 3)lentes tintadas orgánicas; 4) lentes fotocromáticas; 5) lentes polarizantes.MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE LENTES ABSORBENTES

Lentes tintadas en la masa

Como sabemos, la materia principal para la fabricación de lentes minerales es la sílice,utilizándose pequeñas cantidades de óxido de potasio, aluminio, etc. con objeto de

proporcionar alvidrio determinadas propiedades físicas y químicas. Pues bien, si queremos obtener unvidriotintado es necesario añadir uno o más metales u óxidos metálicos en la masa inicial. Lascaracterísticas de transmisión espectral de la lente acabada, se obtienen controlando lascantidadesde metales u óxidos metálicos presentes en la masa.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde16Las lentes coloreadas en masa, tienen la ventaja de que los deterioros de su superficieapenasafectan a la transmisión de la misma además, prácticamente no hay reflexionesasociadas con lasuperficie pulida y no se necesita ningún equipamiento especial para el acabado de lalente. Sinembargo, tienen varias desventajas: la transmisión varía del centro a los bordes; en losanisométropes fuertes, la transmisión puede variar mucho de un ojo a otro; y se necesitaun graninventario de semiacabados para atender un amplio rango de prescripciones.

Lentes coloreadas por tratamiento de superficie

Este método consiste en colorear la lente mediante la deposición de una fina capa deóxidometálico sobre la superficie de la lente. La capa es depositada mediante un proceso deevaporaciónen una cámara de vacío y a altas temperaturas.

Lentes tintadas orgánicas

En las lentes orgánicas, no puede depositarse una capa por evaporación debido a que sedeformarían por acción de las altas temperaturas requeridas en el proceso. En lugar deello, laslentes orgánicas se colorean por inmersión de las mismas en una solución quecontengan los

apropiados colorante orgánicos. La densidad resultante depende de la naturaleza delcolorante y de



del tiempo de inmersión. Un determinado color puede obtenerse realizando diferentesinmersionesen distintas soluciones. Debido a que el colorante penetra en la capa superficial de lalente de unamanera uniforme, ésta presenta una densidad uniforme independientemente de la

variación deespesor del centro al borde. Este proceso tiene además la posibilidad de corregir errores,ya que si lacoloración no ha sido la adecuada puede eliminarse el color por inmersión en unasolución

blanqueadora y volver a iniciar el proceso. Lentes fotocromáticas

Las lentes fotocromáticas son aquellas que se oscurecen cuando son expuestas aradiaciónUV. Estos vidrios, que tiene un índice de refracción de 1.523, contienen cristalesmicroscópicos de

haluros de plata. Cuando absorbe radiación UV, los cristales se descomponen en plata yátomos delhalógeno correspondiente, comenzándose entonces la lente a oscurecer. El retículo queforma elvidrio, mantiene en las proximidades la plata y el halógeno, de modo que cuando cesa laradiaciónde UV comienzan a recombinarse formando otra vez haluro de plata y por consiguientela lentevuelve a ser transparente. El grado de oscurecimiento depende de la temperatura.Cuanto más bajasea más rápido y mayor será el oscurecimiento. Existen, no obstante, otros factores queafectan algrado de oscurecimiento, tales como la intensidad de la radiación o el tiempo deexposición. Elgrado de envejecimiento depende de la composición del vidrio, de la temperatura (amayor temperatura mayor deterioro) y del tiempo de exposición a que ha sido sometido.

Lentes polarizantes

La luz solar no está polarizada, pero cuando es reflejada especularmente por lasuperficie de unmaterial se transforma en parcial o totalmente polarizada, dependiendo del ángulo de

incidencia yde la naturaleza del material reflejante. Los materiales que mejor polarizan la luz por reflexión, songeneralmente los no-conductores, es decir los dieléctricos, tales como el vidrio,

pavimentos, arena onieve. La luz reflejada por una superficie dieléctrica, está totalmente polarizada para unespecíficoángulo de incidencia, denominado ángulo de Brewster. Este ángulo es aquel quesumado con elrefractado da 90º, y esto ocurre cuando la tangente del ángulo de incidencia es igual alíndice de

refracción del medio reflejante y siempre que el medio de propagación sea el aire (tg i =n). Por



Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde17ejemplo para luz reflejada en una lente de vidrio crown e índice de refracción 1.523, elángulo de

Brewster es aproximadamente 57º; para el agua es de 53º.La utilidad de un filtro polarizante es la de suprimir la reverberación es decir lareflexión dela luz en una superficie reflectante ya que, como hemos dicho, esta está polarizada (encarretera,con el agua, nieve) esto da un confort para el usuario (un coloreado normal no suprimelareverberación). Se realizan en colores diferentes: marrón, gris, verde ...Las lentes de polaroide llevan nueve capas- una externa que asegura una resistencia al rayado- una capa soporte que lo hace difícil de romper

- una capa interna que absorbe los U.V.- una capa de filtro polarizador - otra capa de absorción de U.V.- una capa soporte para darle resistencia (doble)- una capa que absorbe los I.R.- una capa soporte- una capa de resistencia al rayado.Con esto absorbe hasta el 99% de la reverberación. Elimina el 96% de los UV. Absorbecasi el 60%de los IR. Absorbe entre el 62 y el 82% de la luz del espectro visible (son polarizadoresal 80%,siempre hay un 20% de la luz que dejan pasar).Una aplicación del polaroide es el tensicopio que es un aparato que sirve para verificar laisotropía de las lentes.Si la lente no es isótropa modifica el estado de polarización de la luz que le llega desdeel

polarizador 1 P y no se obtiene la oscuridad uniforme a la salida del polarizador 2 P .Aparte de ver las tensiones existentes en la lente antes de montar (mal recocido de la lente) se puedencontrolar

después del montaje → lente (sobretodo orgánica) demasiado comprimida (sobretodocon monturametálica) o también cuando se le hace un tratamiento de resistencia o térmico) es

posible queaparezcan tensiones.Sobretodo al realizar montajes difíciles es conveniente realizar este análisis ya que lastensiones se traducen en birrefringencia (dos índices de refracción en función de ladirección locallo cual puede afectar muy negativamente a la refracción de la lente (aberraciones muyimportantes).En principio, no hay pruebas que demuestren que el uso prolongado de filtros

polarizantestenga algún efecto fisiológico nocivo.



TIPOS DE LENTES ABSORBENTESP1 lente P2


18

Las lentes absorbentes pueden clasificarse de diferentes maneras según los parámetrosquese tengan en cuenta. Una posible clasificación podría ser:1.- Lentes diseñadas para uso general, las cuales absorben algo más de radiación UV,visible e IR,que una lente oftálmica transparente.2.- Lentes que absorben selectivamente el UV y transmiten más o menosuniformemente el visible.3.- Lentes de uso exterior, comúnmente llamadas gafas de sol, que tienen unatransmisión promediomuy baja.

4.- Lentes que absorben selectivamente partes del espectro visible.5.- Lentes cuyas características de absorción varían con el nivel y tipo de iluminación(lentesfotocromáticas).6.- Lentes diseñadas para uso ocupacional, con particulares absorciones de longitudesde onda oaltos niveles de absorción.

Lentes absorbentes generales

Las lentes de esta categoría, están ligeramente tintadas, por lo que muy poco más delUV delvisible y del IR que una lente transparente. Estas lentes suelen ser de uso interior, ytienen unatransmisión a través del espectro prácticamente uniforme. Las coloraciones son puesmuy débiles.Hay que recordar aquí, que el color es muy difícil de reproducir, por lo que sí se ha dereemplazar una lente es mejor hacerlo con las de los dos ojos. De esta forma las doslentes habránsido tintadas en el mismo proceso lo que asegura la igualdad del color.Pacientes que normalmente solicitan lentes tintadas para uso en interiores son: personasalbinas, sujetos con altos errores refractivos, especialmente afáquicos y miopes, sujetosque trabajan

con pobres niveles de iluminación artificial o con terminales de ordenador, personas queno tienenen general buena salud y personas con tendencias neuróticas o neurasténicas.Por otro lado, el débil coloreado de estas lentes es considerado a menudo como un valor cosmético, ya que se piensa que enmascara algo el aspecto de gafa, considerada como

prótesis deayuda a la visión. Por ejemplo cuando se utilizan bifocales, el coloreado contribuye adisimular elsegmento.

Lentes que absorben el UV

Como hemos explicado en anteriores apartados, la exposición de la córnea a la radiación

UV puede



causar fotoqueratitis. Las longitudes de onda más cortas de 290 nm afectan primeramente al epiteliocorneal; las comprendidas entre 290 y 315 nm causan daños en el estroma corneal, lamembrana deDescemet y el endotelio, pudiendo provocar también de forma secundaria uveitis. La

radiación UVes también responsable de varias formas de patologías retinianas tales como el edemamacular cistoide.Para prevenir entonces posibles daños oculares y minimizar el disconfort y la pérdida defunciones visuales, es necesario proporcionar a los ojos la debida protección.Esta protección, la proporcionan los filtros que absorben o reflejan el UV. Un filtro deUVdebería absorber todas las radiaciones menores de 380 nm.Óptica Oftálmica II


19El policarbonato, como sabemos, es un material que se está imponiendo en lafabricación delentes oftálmicas, fundamentalmente por su resistencia al impacto y su baja densidad.Sin embargo,

para que procure a su vez protección al UV, es necesario añadirle una capa absorbentede UV que

proporciona una protección a partir de 380 nm. Por otro lado, lentes de resina de altoíndice derefracción (n=1.6), cortan el espectro a partir de 380 nm sin necesidad de ningúnaditivo.En general, ninguna lente de las comúnmente usadas, proporciona una protección totalalUV. Por esta razón hay que añadir las capas o flitros adecuados para conseguir esteobjetivo.Tengamos en cuenta además, que el color de la lente no dice nada acerca de laabsorción del UV.

Lentes de uso exterior

Muchas de las lentes incluidas en esta categoría, absorben la suficiente radiación en elvisible para ser consideradas gafas de sol. La Oficina Americana de Normalización,define como

gafa de sol aquella que transmite menos del 67% de la luz incidente. Esto es unadefiniciónarbitraria, ya que para proporcionar una protección suficiente cuando se está bajo un sol

brillante, esnecesario que la gafa filtre entre un 80 y un 90 % de la luz incidente. Aún más, en elcaso de nivelesde iluminación extremos, por ejemplo bajo 34000 cd/m2, muchas de estas lentes no sonsuficientessiendo necesarias entonces lentes que absorban hasta un 95% o más. Cerca de estoslímites seencuentran lentes tales como las lentes grises (gray).

Aunque todas estas lentes están diseñadas para uso exterior y tienen una excelenteabsorción



en el rango de 200 a 300 nm, en el intervalo de 300 a 400 nm su absorción deja, sinembargo,mucho que desear.Por el contrario estas lentes tieneN en general una buena absorción en el IR. Decualquier

forma la exposición requerida de IR para causar daños en el ojo, es como sabemos,mucho más altaque la de UV. Si de todas formas, en una situación particular hiciera falta proteccióncontra el IR,tengamos en cuenta que por la forma de su espectro de transmisión, las lentes verdeoscuras reducenconsiderablemente más la transmisión del IR.

Lentes de absorción selectiva

Aunque no son de uso común, existen lentes que absorben selectivamente diferentes porciones del espectro. Las lentes más normales de este tipo son las amarillas, azules yverde

azuladas. Lentes Amarillas

Este tipo de lente absorbe casi toda la radiación por debajo de 500 nm y por lo tantoreduceconsiderablemente la dispersión de la luz (la dispersión de la luz es provocadafundamentalmente

por las longitudes de onda corta, es decir por los azules). Debido a que la máximasensibilidad de laretina es para la longitud de onda de 555 nm, se ha sugerido que las lentes que tienenuna altatransmisión relativa en o alrededor de esta longitud de onda, ayudan a mejorar laagudeza visual denoche. En consecuencia, este tipo de lentes se han promocionado como lentes deconducciónnocturna.Óptica Oftálmica II


20También han sido recomendadas estas lentes para la práctica de la caza, aduciendo quela luzdispersada crea un problema en esta actividad y estos filtros ayudan a minimizarlo. Un

estudiorealizado con 50 cazadores demostró que el uso de las gafas amarillas no producíaningún efecto enun grupo de ellos, es decir sus marcas eran iguales con o sin gafas; en el otro grupo eran

peores conlas gafas amarillas.En conclusión, estas gafas sólo son recomendables cuando el sujeto concreto lasconsidera

beneficiosas para una situación determinada. Lentes azules y verde azuladas

Las lentes azules, tienen un uso estrictamente cosmético. Las lentes verde azuladas,

tienen



embargo es importante conocer los rangos de transmisión que tienen cada una de ellas.En general,

podemos decir que estos rangos de transmitancia varían entre un 20 y un 24% cuando lalente estátotalmente oscurecida y un 60 a un 80 % cuando es lo más clara posible.

Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde21En los últimos años se han introducido además, varias lentes fotocrómicas de alto índicederefracción (n=1.6005, nº de Abbe 42 y densidad 2.73 g/cc). Estas lentes tienen unatransmitanciaque varía, del estado más oscuro al más claro, desde el 22% al 83%.Aunque muchos factores influyen en la transmitancia de un vidrio fotocrómicoconcreto, los

principales son los siguientes:

1.- Intensidad de la radiación incidente2.- Longitud de onda de la radiación incidente3.- Temperatura del vidrio4.- Espesor del vidrio5.- Previos tratamientos de calentamiento6.- Historia de las exposicionesCuando se aplica un tratamiento antirreflejante o colorante a una lente fotocromática,debehacerse dentro de un rango de temperaturas muy crítico (230º - 375º C), si se quieremantener las

propiedades de la lente fotocrómica. Además, algunos tratamientos absorben el UV por lo que suaplicación debe hacerse entonces en la segunda cara de la lente.Aunque muchas personas creen que unas lentes fotocromáticas sustituyen a un par degafas(de sol y de interior), hay que advertir que esto no es así en estricto sentido, ya queconducir denoche con lentes fotocromáticas es cuestionable. La mayoría de este tipo de lentesalcanza unatransmisión del 85% de promedio con la máxima claridad, lo cual en algunascondiciones puede ser

peligroso, y desde luego en el caso de que sólo alcance el 40% (PhotoSun II)estotalmenteinaceptable.

Lentes fotocromáticas orgánicas

En los años 80, se produjeron las primeras lentes orgánicas fotocromáticas. Estas lenteseranfabricadas por impregnación química. La fase de oscurecimiento, es en estas lentes muysensible ala temperatura. El intervalo de transmitancia variaba entre un 45% y un 90%. Sinembargo, despuésde 2 años de uso este intervalo se reducía considerablemente pasando a ser de 45% a

67%, lo que



era un rango muy corto y además poco transparente para uso interior y poco oscuro paraluz solar.En los años 90, han salido al mercado otros tipos de materiales con un intervalo másamplioy más estable (transmitancia entre un 84% y un 25%), teniendo además una velocidad

de transiciónde claro a oscuro y viceversa mucho más alta.LENTES ESPECIALES

Lentes de control de brillo

Este tipo de lentes fotocromáticas, tienen una acción filtro que corta bruscamente elespectrovisible a partir de una determinada longitud de onda, teniendo además una bajatransmisión. LaÓptica Oftálmica II


longitud de onda de corte puede ser de 450, 511,527 y 550 nm, absorbiendo prácticamente cualquier radiación de longitud de onda inferior.Estas lentes especiales suelen utilizarse para aliviar las molestias producidas por los

brillos oresplandores que reducen la agudeza visual asociadas con ciertas enfermedades. Comoes fácildeducir, estas lentes eliminan virtualmente toda la energía UV y los azules del espectrovisible. Hayque entender que estas lentes no curan ninguna de las enfermedades para las cuales seutilizan, sino

Lentes ocupacionales

Estas lentes están diseñadas generalmente como lentes de protección para usosindustriales.Los daños que pretenden evitar pueden ser tanto de origen mecánico como químico, asícomo de

posibles radiaciones peligrosas para el ojo. Entre las ocupaciones que más precisan de protecciónocular están los operarios de fundiciones, sopladores de vidrios y soldadores. Losestándares máscorrientes en este tipo de lentes, indican que deben absorber completamente la radiación

UV e IR.En consecuencia, al absorber los extremos del espectro, estas lentes tienen un color verdoso. Por otro lado, estas lentes deben absorber además en el espectro visible con objeto deatenuar laintensidad de luz.TABLA I

Número de oscurecimiento Transmisión %

1.5 61.1

1.7 50.12.0 37.3

2.5 22.83.0 13.9



4.0 5.18

5.0 1.936.0 0.72

7.0 0.27

8.0 0.10

9.0 0.037 10.0 0.013911.0 0.0052

12.0 0.0019

13.0 0.0007214.0 0.00027


23PRESCRIPCIÓN DE LENTES ABSORBENTESDebido al gran número de lentes absorbentes disponibles, es casi imposible para el

optometrista estar familiarizado con todas ellas. Esta tarea se complica además, porquelacomposición, el color y el coste no son criterios para predecir la cantidad de UV, visibleo IR queuna lente absorbe. Aunque lo oscura que sea un lente si te informa acerca de lo quetransmite en elvisible, existen otras diferencias que hacen que dos lentes igualmente oscuras no seaniguales.Generalmente, las lentes orgánicas (CR-39) filtran más el UV cercano que lasminerales, peroexisten excepciones. Dentro de un rango similar de oscurecimiento, no hay forma de

predecir cualserá más efectiva en el UV o IR. Además, el filtrado efectivo en una región del espectro,nogarantiza que lo sea en cualquier otra región.Existen en el mercado un gran número de gafas de sol no controladas, que transmitenimportantes bandas de UV (se dice que poseen “ventanas” de UV). Esto puede ser extremadamente

peligroso en algunas situaciones. Por ejemplo, hay gafas de sol bastante oscuras, queatenúanmucho el visible pero prácticamente nada el UV. En esta situación, el portador al tener

muyatenuado el visible puede exponerse, sin sentir molestias aparentes, a intensa radiaciónsolar desconociendo la gran cantidad de UV que está recibiendo que por su efectoacumulativo puederesultar peligrosa. Además, como atenúa mucho en el visible la pupila se dilata, con loque lacantidad de UV todavía es mayor.En cualquier caso, hay que advertir al usuario en que condiciones y con que niveles deiluminación resulta conveniente el uso de lentes absorbentes. Por ejemplo, paraactividades al

exterior con sol brillante la transmisión en el visible debe estar entre un 10 y un 20%.



Otro aspecto a recomendar es que, como el efecto del UV es acumulativo resultaadecuadola utilización más o menos continuada, de filtros para esta radiación, sobre todo enambientes de sol

brillante, pues puede prevenir o retrasar la aparición de diferentes enfermedades

relacionadas con laexposición al UV.Finalmente, sería recomendable que todas las gafas atenuaran el UV a partir de 400 nm,siempre y cuando esta atenuación que podría afectar algo a las cortas longitudes de onda(azules) noimpidiera distinguir bien los colores, como por ejemplo los de los semáforos.TRATAMIENTO ANTIRREFLEJANTE (A.R.). LENTES MINERALESEntre los tratamientos de superficie hay que citar el tratamiento antirreflejante. El

principioes vaporizar al vacío una sustancia como el fluoruro de magnesio, fluoruro de lantano....sobre las

dos caras de la lente mineral. Esta metalización atenúa el efecto espejo de la lente yaque se reflejamenos la luz.Cuando la luz pasa a través de un objeto transparente (una lente por ej.) siempre se

produceuna cierta reflexión. Una parte de la luz se pierde por reflexión en la cara anterior y enla posterior de la lente.Si tenemos una lente de vidrio crown (nv=1,523)Se puede calcular la luz reflejada en la primera cara por la fórmula de Fresnel (enincidencianormal)Óptica Oftálmica II


⎟ ⎟⎠⎞⎜ ⎜⎝⎛+−=n n

R n nvv

R = factor de reflexiónnv = índice de refracción del 2º medio (1,523)n1 = índice de refracción del 1er medio (1.00)

En nuestro caso (0,207) 0,0431,523 1

1,523 1 22



= = ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+

− R =Luego en la primera cara hay una reflexión del 4,3%. En la segunda cara ocurre lomismo yse reflejará el 4,3% (del 95,7% que le llega). Luego podemos evaluar las pérdidas por reflexión al8%.Para disminuir al máximo la reflexión hay que tratar las dos caras de la lente. Las doscondiciones requeridas son difíciles ya que conseguir el espesor adecuado no es sencilloy ademásno existe el material adecuado.

Un poco para remediar esto y además porque los resultados obtenidos son muchomejoresestos últimos años la mayoría de las firmas comerciales realizan sus tratamientosantirreflejantescon multicapas.El principio de la técnica de multicapas es el mismo que con una sola capa pero lo quese

pretende es anular la reflectancia para varias longitudes de onda y atenuarla hastavalores del 0,2%

para amplias regiones del espectro.Reducción de la reflexión conalternancia de capas de alto y

bajo índice.4%4%100%92%300 500 700 λR 1/2

0.050.025

2 capas1 capa3 capasÓptica Oftálmica II

José María Artigas Verde25Ventajas que presenta un tratamiento A.R.

- En el caso de reflexiones frontales la agudeza visual no sufre los efectos negativos dela pérdida deluz (sobre todo con luminancias bajas). Desde el punto de vista estético el efecto espejose atenúa,

se ven mejor los ojos del usuario y la mirada tiene un aspecto menos serio.



- Reflexiones posteriores. Cuando el usuario está de espaldas a la fuente luminosa esto puede producir reflejos molestos que influencian la agudeza visual y causan fatiga en los ojos.(faros decoche de atrás, de espaldas a una ventana es difícil leer la pizarra...)

- Reflexión corneana (imágenes fantasmas). Un fenómeno que se produce a bajaluminancia es el dela luz que reflejada en la córnea como un espejo convexo, estas reflexiones sereproyectan en el ojo

por la reflexión en las dos caras de la lente provocando imágenes fantasmas (halosalrededor de lasfuentes luminosas). Esto causa fatiga y además nerviosismo.- Un resultado consecuencia de un tratamiento A.R. es que se aumenta la absorción delU.V. lo queno es despreciable.- El tratamiento A.R. suprime los círculos concéntricos visibles en las lentes cóncavas

de alta potencia.- Los tratamientos A.R. no cambian las propiedades mecánicas de las lentes minerales(lasorgánicas al dilatarse y comprimirse pueden resquebrajar la capa). Se pueden aplicar elresto detratamientos en general y según el fabricante hay un orden (MOYA es la excepción yaquenormalmente A.R. es el último pero para éstas puede ser el 1º).- Es frecuente conseguir una mejor resistencia al rayado con el tratamiento.- El hecho de alcanzar transparencias del 99,5% implica que todas las suciedades se venmás lo queobliga a una limpieza más cuidadosa. (Esto es a favor).- La limpieza de las lentes A.R. con agua fría y jabón se lavan, se escurren y se secancon un pañosuave (nylon, seda.....).

Inconvenientes

Óptica Oftálmica II José María Artigas Verde26- Todo está calculado para la incidencia normal de la luz en la lente, basta con observar

unaincidencia oblicua para ver reflejos coloreados. Con una sola capa → sólo es válido paraunalongitud de onda.- PrecioOtros tratamientos sobre lentes orgánicasHasta no hace mucho tiempo había muchas dificultades para conseguir un tratamientoAR sobre las lentes orgánicas por problemas de adherencia dada la imposibilidad de calentar las lentesorgánicas. Desde hace poco tiempo este tratamiento es posible con capas de material

dieléctrico(sustancia aislante para la electricidad) vaporizadas sobre el vidrio.



Para que esta vaporización se haga en buenas condiciones la lente está en vacío a unatemperatura similar a la de la ebullición del agua cuando la presión atmosférica es muy

baja. Eldielectrico recibe la energía en forma de calor y de corriente eléctrica. Esta energía debeser

suficiente para permitir una vaporización constante del dieléctrico. La lente se debecolocar en lanube de vapor de tal manera que el dieléctrico condense uniformemente en la superficiede la lente.Este posicionamiento de la lente es muy importante pues el espesor de la capa debe ser un enteroimpar de 4λ .El resto de tratamientos en las lentes van encaminados a conseguir una resistencia alrayadoya que éste es el principal inconveniente de las lentes orgánicas. Uno de ellos es la Hoya

Hi-Quartza base de cuarzo que es la base de la mayoría de este tipo de tratamiento. Normalmentesólo la caraconvexa recibe un tratamiento ya que es la que está expuesta al rayado. Esterecubrimiento no alterala solidez de la lente que resiste los test habituales y da una resistencia al rayado

próxima a la delvidrio mineral.Óptica Oftálmica II

José María Artigas Verde27BIBLIOGRAFÍA- Fannin T.E. & Grosvenor T. “Clinical Optics” Ed. Butterworth-Heinemann (1996).

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lentes de protección ocular

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